热喷涂中温雷达吸波涂层制备及性能

雷达吸波材料反射率测试技术概述作者：王超杰刘永峙宋宇华于万增厉宁郭宇来源：《新材料产业》2019年第07期1 前言雷达隐身技术的实现是雷达利用无线电波来发现目标，并测定其位置，由于雷达波具有恒速、定向传播，因此，当雷达波碰到飞行目标时，一部分雷达波便会反射回来。

由此可见，如若要想降低由雷达检测到飞行目标的概率不被雷达波轻易发现，那么雷达散射截面这个参数就成了研究隐身雷达波材料的重要数据。

雷达吸波材料的研制、使用、发展将成为研究雷达隐身技术的重中之重，对未来战争中的成败起决定性的作用[1]。

随着军事高科技的迅猛发展，世界其他国家防御系统探测，跟踪和攻击能力的成长，渗透陆地、海洋的能力，所有的武器和军事目标的生存能力受到越来越严重的威胁，所以隐身技术的发展是今后发展的大趋势。

隐身技术分为2种，即外形隐身和材料隐身，其中材料隐身是指在装备外形不能改变的前提下来实现隐身技术，降低被探测率，提高自身的生存率[2]。

为了能够进一步研究雷达吸波材料，需要找到几种测试技术来更准确的测量吸波材料的吸波性能，常用的雷达波反射率的测试技术有弓形法测试技术、同轴测试技术、远场雷达散射截面（RCS）测试技术和样板空间平移测试技术。

弓行测试技术是国内外一致推荐的衡量吸波材料性能指标的最简单最容易操作的测试技术。

2 反射率测试技术概述2.1 弓形测试技术弓形测试技术适用于一般实验室，对实验室环境没有特定的要求。

该技术采取扫频方式[3]，测试吸波材料测试样板反射率。

設计弓形支架，将发射和接收天线对称地放置在一个圆弧上，所在平面垂直于吸波材料平面，吸收材料产生的吸收特性会因为不同偏振和不同的入射角展示出不同，在测试时发射天线和接收天线在相同偏振情况下工作。

当标准板受到发射天线电磁波的散射之后，接收天线会接到，此时网络分析仪会记录下数据，然后我们在标准板上放置待测吸波材料测试样板，按照同样的测试方法，获得通过待测吸波材料测试样板反射回来的电磁波，网络分析会将2种信号进行做差比对，即可得到吸波材料测试样板材料板的反射率，设计出的弓形支架如图1。

摘要：介绍了热喷涂技术的特点以及分类，较为详细地介绍和分析了火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等几种喷涂技术的特点及其应用，并对其进行了比较，最后对热喷涂技术的发展前景进行了展望。

关键词：热喷涂技术，火焰喷涂，电弧喷涂，等离子喷涂Abstract：The characteristics and classification of thermal spray technology were described. Thecharacteristics and applications of the flame spraying, arc spraying and plasma spraying were alsointroduced and analyzed in detail as well as making a comparison between them. Finally, thermalspray technology was predicted.Keywords: thermal spray technology, flame spraying, arc spraying, plasma spraying1前言高新技术的飞速发展对提高金属材料的性能、延长仪器设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。

而这两个方面的要求又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题。

近年来，表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大进展，为解决上述问题提供了一种新的方法。

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。

热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能源的目的，我们把特殊的工作表面叫涂层，把制造涂层的工作方法叫热喷涂[1]热喷涂技术的基本特点是具有真正的叠加效应，即多种成分及变量在同时作用和正在应用时产生的效果，远远比这些成分或变量在单独情况下产生的效果要大[2]。

第16卷 第1期 精 密 成 形 工 程2024年1月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING87收稿日期：2023-06-21 Received ：2023-06-21基金项目：国家自然科学基金（51965044）Fund ：The National Natural Science Foundation of China(51965044)引文格式：洪启, 吴鸿燕, 王善林, 等. YZrHf 热障涂层的制备及热震性能分析[J]. 精密成形工程, 2024, 16(1): 87-96.HONG Qi, WU Hongyan, WANG Shanlin, et al. Preparation and Thermal Shock Performance Analysis of YZrHf Thermal Barrier Coatings[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(1): 87-96. *通信作者（Corresponding author ）YZrHf 热障涂层的制备及热震性能分析洪启1，吴鸿燕2，王善林1*，郭树军3，陈玉华1，柯黎明1（1.南昌航空大学 江西省航空构件成形与连接重点实验室，南昌 330063；2.九江职业技术学院 船舶工程学院，江西 九江 332007；3.全南晶环科技有限责任公司，江西 赣州 341800） 摘要：目的 研究喷涂态YZrHf 热障涂层的微观组织及其抵抗高温热冲击的性能，探讨高温条件下热生长氧化物（TGO ）对陶瓷层的影响。

方法 采用大气等离子喷涂（APS ）技术制备厚度约为300 μm 的YZrHf 热障涂层，并将涂层在950 ℃下保温15 min 后进行水冷循环热震实验，直至涂层剥落失效，使用SEM 、EDS 、X 射线衍射仪对制备态及热震实验后的热障涂层微观组织进行分析。

RAM吸波材料：原理、应用与未来发展RAM吸波材料，即雷达吸波材料，是一种能够吸收、衰减入射电磁波，降低反射和散射，从而降低雷达探测能力的材料。

这种材料在军事、航空、航天等领域有着广泛的应用，对于提高武器系统的突防能力和生存能力具有重要意义。

本文将介绍RAM吸波材料的原理、应用和未来发展趋势。

一、RAM吸波材料的原理RAM吸波材料的原理主要是电磁波在物质中的传播过程中，由于物质的介电常数和磁导率的影响，能量被转化为热能或其它形式的能量，从而实现对电磁波的吸收。

RAM吸波材料的设计主要基于这一原理，通过调整材料的电学和磁学性能，使其在特定频率范围内具有高效的电磁波吸收能力。

二、RAM吸波材料的应用1．军事应用：在军事领域，RAM吸波材料被广泛应用于隐形飞机、隐形导弹、雷达干扰等领域。

通过使用RAM吸波材料，可以有效地降低敌方雷达的探测能力，提高武器系统的突防能力和生存能力。

2．航空应用：在航空领域，RAM吸波材料被广泛应用于飞机蒙皮、机翼、尾翼等部位。

通过使用RAM吸波材料，可以有效地降低飞机对雷达的反射面积，提高飞机的隐身性能。

3．航天应用：在航天领域，RAM吸波材料被广泛应用于卫星、火箭等航天器的表面。

通过使用RAM吸波材料，可以有效地降低航天器对雷达的反射面积，提高航天器的隐身性能。

三、RAM吸波材料的未来发展随着科技的不断进步，RAM吸波材料的研究和应用也在不断发展和创新。

未来，RAM吸波材料将朝着以下几个方向发展：4．高性能化：提高RAM吸波材料的吸收率和宽频特性，使其在更广泛的频率范围内具有高效的电磁波吸收能力。

5．轻量化：减轻RAM吸波材料的重量，使其更适用于航空、航天等领域的轻量化需求。

6．智能化：将RAM吸波材料与传感器、电子信息等技术相结合，实现智能化的电磁波吸收和调控。

7．低成本化：通过优化制备工艺和推广应用，降低RAM吸波材料的成本，使其更具有市场竞争力。

结论：RAM吸波材料作为一种重要的功能材料，在军事、航空、航天等领域有着广泛的应用前景。

高温吸波材料姓名：学号：摘要：本文论述了常见的石墨、乙炔炭黑吸收剂、碳纤维和碳化硅高温吸收剂的性能和应用概况，重点论述了碳化硅纤维、纳米碳化硅吸收剂处理方法和性能。

综述了高温吸波材料的研究及应用概况。

实现隐身的技术途径主要有两类：一是通过外形设计尽量减少雷达波散射截面，但因受到战术技术指标和环境条件的限制，进行理想设计有相当大的难度；二是应用吸波材料。

因研制吸波材料则较为容易，且易于实施，所以吸波材料研究成为隐身技术中的研究热点。

由于高温吸波材料仅仅依靠材料的电损耗来吸收电磁波，故其吸波效率远低于磁性吸波材料，这就要求高温吸波材料具有较大的厚度。

关键词：高温，吸收剂，吸波材料1.概述通讯技术和电子对抗技术的迅速发展对吸波材料的吸波性能要求越来越高，一般传统的吸波材料已难以满足需要。

目前美、日和西欧国家在电磁波吸收材料研究和应用上处于领先，虽然主要涉及军事应用，在民用领域已分别研制出了毫米厚度电磁波吸收体。

最先进的吸收材料是美国在隐身飞机上的电磁波吸收涂料，可以在较宽的频带内使雷达波的反射降低7～10 dB。

我国的吸波材料和电磁波分析开始于20世纪80年代，90年代中后期进入发展阶段，基本上处于跟踪国外和探索阶段。

总体上吸波材料和电磁波吸收体的理论分析和应用分析目前还没有形成成熟的理论。

根据对电磁波吸收机理的不同，吸波材料主要可分为电损耗型(如石墨粉、导电高分子、碳化硅、碳纳米管等)和磁损耗型(如铁氧体粉、磁性金属粉、磁性纤维等)两大类。

迄今为止，对铁氧体、金属粉末等粉类吸波材料已进行了较深人的研究，但粉类吸波剂普遍存在密度大、单位厚度吸收率低等缺点，新型吸波材料则要求满足“薄、轻、宽、强”等特点。

若考虑严苛条件(如高温、氧化和腐蚀等条件)则对吸波材料有更高的要求。

目前巡航导弹、地地导弹和空空导弹的速率已达到5马赫以上，未来空天飞机的运行速率更是接近l0马赫，这就对经受强烈气动加热的电磁窗口材料提出了耐高温的要求。

热喷涂技术的优劣
热喷涂是指在保持零件本体材料原有性能的基础上，通过在其表面制备一层具有优越性能的覆盖层，赋予零件表面耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗疲劳等多种性能。

热喷工艺过程如下：工件表面预处理→工件预热→喷涂→涂层后处理。

喷涂采用何种喷涂方法进行喷涂主要取决于选用的喷涂材料、工件的工况及对涂层质量的要求。

例如，如果是陶瓷涂层，则最好选用等离子喷涂；如果是碳化物金属陶瓷涂层则最好采用高速火焰喷涂；若是喷涂塑料则只能采用火焰喷涂；而若要在户外进行大面积防腐工程的喷涂的话，那就非灵活高效的电弧喷涂或丝材火焰喷涂莫属了。

总之，喷涂方法的选择一般来说是多样的，但对某种应用来说总有一种方法是最好的。

预处理好的工件要在尽可能短的时间内进行喷涂，喷涂参数要根据涂层材料、喷枪性能和工件的具体情况而定，优化的喷涂条件可以提高喷涂效率、并获得致密度高、结合强度高的高质量涂层。

喷涂技术有很多优点，但不是万能的，必须根据工作条件剖析其可行性、可靠性、经济性等诸因素来断定最佳计划。

由于喷涂涂层具有与一般的金属及陶瓷材料不同的特点，如涂层有微孔，不利于散热；涂层本身的强度较低，不能承受很大的切削力；涂层中有很多硬的质点，对刀具的磨损很快等，因而形成了喷涂涂层不同于一般材料的难于加工的特点.所以必须选用合理的加工方法和相应的工艺参数才能保证喷涂层机械加工的顺利进行和保证达到所要求的尺寸精度.无论那一种热喷涂方法，都是在材料表面形成一层所需功效的表面层。

热喷涂技术的研究综述孙*（齐鲁工业大学机械与汽车工程学院20130102**** ）摘要：本文介绍了热喷涂技术的由来，发展历程，工艺特点（热喷涂工艺的优缺点），基本概念，总结了热喷涂技术的应用状况，探讨了新工艺、新材料在热喷涂技术中的应用前景。

关键词：表面处理；热喷涂；热喷涂的优缺点；热喷涂的应用进展前言：高新技术的飞速发展对提高金属材料的性能、延长仪器设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。

而这两个方面的要求又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题。

近年来，表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展，为解决上述问题提供了一种新的方法。

热喷涂技术是一种将涂层材料（粉末或丝材）送入某种热源（电弧、燃烧火焰、等离子体等）中熔化，并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成涂层的工艺。

由于热喷涂技术可以喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料及非金属等大多数固态工程材料，所以能制成具备各种性能的功能涂层，并且施工灵活，适应性强，应用面广，经济效益突出，尤其对提高产品质量、延长产品寿命、改进产品结构、节约能源、节约贵重金属材料、提高工效、降低成本等方面都有重要作用。

热喷涂涂层具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温和隔热等优良性能，并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复，在航空航天、机械制造、石油化工等领域中得到了广泛的应用【1-3】。

热喷涂发展现状：1、热喷涂技术的由来热喷涂是指采用氧一乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置，产生高温高压焰流或超音速焰流，将要制成涂层的材料如各种金属、陶瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料，瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂到经过预处理（清洁粗糙）的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。

我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。

热喷涂技术最早出现在20世纪早期的瑞士，随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展，各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用，使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域【4】。